超大空間消防設(shè)計(jì)策略
——以深圳國(guó)際會(huì)展中心消防設(shè)計(jì)為例

李媛琴 丁榮 吳凡 黃煜

深圳市歐博工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司

基于會(huì)展類建筑功能復(fù)合、空間靈活的使用需求，為適應(yīng)不同展品尺度及功能要求，其空間尺度設(shè)計(jì)日益龐大，確保其消防安全成為設(shè)計(jì)首要解決的課題。

深圳國(guó)際會(huì)展中心項(xiàng)目是目前全球最大的集展覽、會(huì)議、餐飲為一體的超大型綜合展覽復(fù)合體。本文以該項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)為例，梳理超大空間消防設(shè)計(jì)遇到的問(wèn)題及解決思路，試圖為超大空間消防設(shè)計(jì)提供應(yīng)對(duì)措施和思路。

1 項(xiàng)目概況

深圳國(guó)際會(huì)展中心項(xiàng)目主體建筑呈魚骨式布局，共設(shè)置19個(gè)展廳和2個(gè)登錄大廳，通過(guò)南北向的兩層架空中央廊道串聯(lián)在一起。主體展廳空間均為單層，高度約26m，局部配套空間為多層空間。項(xiàng)目整體消防定性為多層建筑。

項(xiàng)目主體建筑長(zhǎng)約1.75km、寬約0.47km，各展廳之間南北向設(shè)置33m間距，東西向設(shè)置27～52m間距，既滿足了貨車通行、臨時(shí)?？康男枨?，也滿足了消防車到達(dá)每個(gè)展廳的需求。

項(xiàng)目展廳設(shè)計(jì)采用類標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，分16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展廳（編號(hào)1～16），每個(gè)展廳的建筑體量尺寸約為108m×209m，單層展覽空間的建筑面積約2萬(wàn)m2；2個(gè)特殊展廳（編號(hào)18，20）的建筑體形與標(biāo)準(zhǔn)展廳相同，但其內(nèi)部空間布局有所不同，可兼顧會(huì)議、宴會(huì)、體育賽事要求；1個(gè)超大展廳（編號(hào)17）的建筑體量尺寸約為209m×249m（約為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展廳體量加展廳33m間距之和），單層展覽空間的建筑面積約為4.7萬(wàn)m2。南北登錄大廳（L1、L2）為展廳序列提供登錄、高端會(huì)議、餐飲服務(wù)。單層登錄空間設(shè)在東側(cè)，西側(cè)分別為多功能廳、報(bào)告廳、會(huì)議室等，靠近中央廊道的位置還設(shè)有餐飲區(qū)域，方便展會(huì)人員通過(guò)中央廊道到達(dá)。

2 防火設(shè)計(jì)難點(diǎn)：防火分區(qū)和疏散距離

標(biāo)準(zhǔn)展廳是項(xiàng)目主體空間，以承接大型展覽為主要功能，單個(gè)展覽空間面積達(dá)2萬(wàn)m2，另配置一個(gè)17號(hào)超大展廳。按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）要求，展覽廳單層建筑空間每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積≤10 000m2，疏散距離不應(yīng)超過(guò)37.5m。因此，如何在保證大空間完整性及高使用效率的前提下解決防火分區(qū)過(guò)大、疏散距離超長(zhǎng)的消防問(wèn)題，成為項(xiàng)目的重點(diǎn)。

3 消防難點(diǎn)解決策略

3.1 消防加強(qiáng)措施

針對(duì)上述防火設(shè)計(jì)難點(diǎn)，以及會(huì)展建筑自帶的人員密度大、展品火災(zāi)性復(fù)雜等特點(diǎn)，項(xiàng)目在消防設(shè)計(jì)之初，首先對(duì)超大空間進(jìn)行了一系列消防加強(qiáng)措施，旨在最大限度降低超大空間的火災(zāi)荷載及風(fēng)險(xiǎn)，為下一步解決消防設(shè)計(jì)問(wèn)題提供保障。

3.1.1 增設(shè)具備消防車登高操作場(chǎng)地

1 總平面示意圖

2 項(xiàng)目剖面示意圖

3 標(biāo)準(zhǔn)展廳平面示意圖

4 標(biāo)準(zhǔn)展廳疏散距離示意圖

5 17號(hào)超大展廳平面示意圖

6 17號(hào)超大展廳疏散距離示意圖

7 消防總平面圖

8 登錄大廳平面示意圖

本項(xiàng)目作為廣東省重點(diǎn)項(xiàng)目，定位高、體量大，開展時(shí)人員密度峰值也高，故對(duì)消防安全的等級(jí)要求也同步提高。為保證危急救援的可靠性，在總圖設(shè)計(jì)時(shí)，除保證消防車均能到達(dá)每個(gè)展廳和登錄廳位置，還在每個(gè)展廳和登錄廳的一個(gè)長(zhǎng)邊均增設(shè)了具備消防車登高操作場(chǎng)地要求的條件，以實(shí)現(xiàn)展廳、登錄等大空間及其周邊附屬多層配套用房的及時(shí)救援。

3.1.2 有效控制災(zāi)害蔓延

從降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、控制災(zāi)害蔓延方面，項(xiàng)目采取了多項(xiàng)加強(qiáng)措施。首先，各展廳金屬圍護(hù)屋面的保溫隔熱材料耐火等級(jí)均提高到A級(jí)；其次，各展廳和登錄大廳等防火分區(qū)面積超過(guò)規(guī)范要求的單層空間建筑的樓板耐火極限均提升為2h，同時(shí)作為各展廳之間聯(lián)系的中央廊道樓板（8.0m標(biāo)高）耐火極限也提高至2h；最后，各展廳內(nèi)庫(kù)房（僅存放丙二類物品）、廚房的房間門的耐火極限均提高為甲級(jí)防火門，最大限度降低災(zāi)害的蔓延。

3.1.3 提高消防設(shè)施配置

在消防設(shè)施配置上，項(xiàng)目也提高了要求。例如，項(xiàng)目在地下室設(shè)置兩套獨(dú)立的消防泵房和水池，互為備用；所有凈高為8～12m的空間均采用快速響應(yīng)噴頭；所有展廳、登錄大廳及中央廊道的8m平臺(tái)以上空間等凈高＞12m的室內(nèi)外空間均采用消防水炮，消防炮的布置滿足同一平面有兩門水炮的水射流同時(shí)到達(dá)被保護(hù)區(qū)域的任一部位；單層展廳內(nèi)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)（17號(hào)超大展廳除外），排煙量按60m3/（h·m2）計(jì)算，增加10%的漏風(fēng)系數(shù)；同時(shí)在超規(guī)空間的外立面設(shè)置一定量的自然排煙窗作為輔助排煙設(shè)施，且排煙窗有效面積不小于地面面積的3%。

3.1.4 嚴(yán)格的防火空間分隔設(shè)計(jì)

在防火空間劃分上，項(xiàng)目進(jìn)行了嚴(yán)格的分隔設(shè)計(jì)。為確保展廳空間的相對(duì)消防獨(dú)立，周邊設(shè)備房、辦公、餐飲等配套空間與展廳之間均采用防火墻及防火門進(jìn)行分隔。登錄大廳作為項(xiàng)目中比較特殊的空間（位于L1、L2東側(cè)，單層空間，面積約1.5萬(wàn)m2），被界定為純交通空間，在確保登錄大廳無(wú)任何火災(zāi)荷載的同時(shí)，將周圍配套用房（如登記、行李寄存等空間）用防火墻、防火卷簾等與之進(jìn)行完全分隔。

3.2 防火分隔、疏散距離的解決方案

在上述一系列消防加強(qiáng)措施保障下，超大空間的消防設(shè)計(jì)才得以真正開始。結(jié)合不同空間的尺度大小及使用要求，通過(guò)合理的防火分隔手段，在解決各空間消防難題的同時(shí)最大限度地保全空間完整性和使用效率，是本項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

3.2.1 防火分隔水幕與疏散通道的應(yīng)用（應(yīng)用于16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展廳及20號(hào)特殊展廳）

一般說(shuō)到防火分隔方式，首先想到的是防火墻和防火門窗。展廳要求提供空曠的超大空間，是設(shè)計(jì)必須滿足的首要條件，而防火墻的“硬”分隔方式明顯破壞了展廳空間的設(shè)計(jì)初衷。另一種常見的防火分隔方式是防火卷簾。受制于產(chǎn)品檢測(cè)要求和生產(chǎn)工藝，防火卷簾不能提供滿足展廳高度、長(zhǎng)度的合格產(chǎn)品，也不適用于本項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)實(shí)際案例考察和比選，項(xiàng)目最終采用規(guī)范推薦的防火水幕系統(tǒng)作為展廳空間防火分隔的主要方式。

確定展廳空間防火分隔方式后，結(jié)合布展需求及對(duì)整個(gè)空間的定性定量分析，確認(rèn)在防火分隔水幕的下方設(shè)置僅供人員疏散的主疏散通道，以有效阻止火勢(shì)的蔓延。

首先，為確保展廳人流的快速疏散，在各展廳內(nèi)設(shè)置6m寬的主消防疏散通道，此通道僅作為人員通行使用，不得放置任何可燃物；其位置與6m寬的防火分隔水幕相對(duì)應(yīng)（防火分隔水幕安裝高度達(dá)到25m，超過(guò)國(guó)家規(guī)范要求，因此設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)由實(shí)體對(duì)比試驗(yàn)研究結(jié)果而定），將整個(gè)展廳劃分為≤10 000m2的若干個(gè)防火單元，從而實(shí)現(xiàn)空間的“虛”分隔。

其次，除水幕下方的主疏散通道外，為保證展廳空間疏散的均勻性及必要的疏散通道密度，各展廳結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)展位（3m×3m為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展位）布置設(shè)計(jì)，同時(shí)參考多個(gè)同等規(guī)模并已投入運(yùn)營(yíng)的會(huì)展建筑（如上海國(guó)家會(huì)展中心、廣州琶洲會(huì)展中心等），分析和對(duì)比了疏散通道面積與展覽空間面積的比值關(guān)系（上海館、廣州館均約為51.4%），最終確定在本項(xiàng)目各展廳內(nèi)兩個(gè)對(duì)向的安全出口之間增設(shè)寬度≥6m的僅供人員通行的通道，在外墻內(nèi)側(cè)增設(shè)寬度≥3m的僅供人員通行的通道。經(jīng)計(jì)算，其疏散通道面積與展廳面積比值達(dá)到52.3%，優(yōu)于上海、廣州兩展館情況，更好地保證人員疏散通道的均勻性。

3.2.2 屋頂重力式開啟天窗、氣動(dòng)排煙窗的應(yīng)用（應(yīng)用于17號(hào)超大展廳）

17號(hào)超大展廳的面積和體量是標(biāo)準(zhǔn)展廳的2倍多，單層展廳的面積是防火分區(qū)面積規(guī)范限值的近5倍。因而，防火水幕的消防分隔方式受水量和經(jīng)濟(jì)的壓力已經(jīng)不再適用，需要引入新的消防策略來(lái)解決17號(hào)展廳的防火設(shè)計(jì)。

研究過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)調(diào)研了已投入運(yùn)營(yíng)的珠海航展館項(xiàng)目。珠海航展館為滿足飛機(jī)等航空類超大展品要求，單個(gè)展覽面積接近5萬(wàn)m2，與17號(hào)展廳規(guī)模相當(dāng)，具有可參考性。在處理防火分隔方面，珠海館采用了“屋頂重力開啟天窗+立面機(jī)械窗開啟”與“主疏散通道”相結(jié)合的方式，將整個(gè)展廳切割為多個(gè)＜10 000m2的防火單元，為項(xiàng)目提供了借鑒。

結(jié)合珠海航展館的處理方式以及本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)展廳的主疏散通道思路，17號(hào)展廳的防火設(shè)計(jì)策略最終確定為設(shè)置三條不同方向的9m或6.9m寬的主疏散通道，并將其上方屋面設(shè)置重力式開啟天窗或氣動(dòng)開啟扇（開啟面積不小于通道地面面積的25%）；同時(shí)在展廳立面上增設(shè)不小于展廳地面面積5%的氣動(dòng)排煙窗，將展廳劃分為6個(gè)＜10 000m2的防火單元。三條消防主通道上僅供人員疏散使用，不得設(shè)置任何火災(zāi)荷載。經(jīng)專家評(píng)審，此區(qū)域可視為室外安全區(qū)域，滿足疏散距離＜37.5m的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)展廳一樣，在上述防火分隔及主疏散通道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，17號(hào)展廳增設(shè)兩條6m寬東西向疏散通道，更好地保證人員疏散的均勻性。

9 上海國(guó)家會(huì)展中心疏散通道布置示意圖

10 廣州琶洲會(huì)展疏散通道布置示意圖

11 標(biāo)準(zhǔn)展廳消防平面示意圖

12 超大展廳屋頂重力開啟天窗實(shí)景

13 17號(hào)超大展廳消防平面示意圖

4 超大空間消防設(shè)計(jì)策略和思路

深圳國(guó)際會(huì)展中心項(xiàng)目消防評(píng)審論證歷經(jīng)九個(gè)多月的時(shí)間，送審稿修改達(dá)十余版。在此過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)得到當(dāng)?shù)叵涝u(píng)審部門及其他各方的大力支持，力爭(zhēng)在消防安全、空間感受及運(yùn)營(yíng)效率方面找到一個(gè)最佳的平衡方案，最終項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)獲得專家認(rèn)可。

通過(guò)深圳國(guó)際會(huì)展中心項(xiàng)目精細(xì)化的消防設(shè)計(jì)研究，初步總結(jié)了一些超大空間消防設(shè)計(jì)的策略和思路，希望對(duì)其他項(xiàng)目有所借鑒和啟發(fā)。

4.1 超大空間優(yōu)勢(shì)

超大空間有其自身的消防優(yōu)勢(shì)，即因其體量大、高度高而擁有較強(qiáng)的儲(chǔ)煙、納煙能力，在危險(xiǎn)來(lái)臨之時(shí)，可以最大限度地為建筑內(nèi)的人員疏散至安全區(qū)域贏得更長(zhǎng)的疏散時(shí)間。

4.2 整體加強(qiáng)措施

超大空間通常在防火分區(qū)面積、疏散距離等方面存在超規(guī)現(xiàn)象，為確保項(xiàng)目安全性，在設(shè)計(jì)之初應(yīng)首先考慮采用一系列消防安全加強(qiáng)措施，在材料選擇、消防設(shè)備、消防系統(tǒng)等方面做升級(jí)保障，最大限度降低消防風(fēng)險(xiǎn)，這是消防設(shè)計(jì)的第一步。

4.3 防火分隔方式

超大空間勢(shì)必造成火災(zāi)荷載增加，采用合理的防火分隔方式將空間化整為零，是處理消防問(wèn)題的思路。常規(guī)的防火墻、防火卷簾等分隔方式無(wú)法適用超高超大空間，結(jié)合空間規(guī)模及使用功能，應(yīng)考慮“虛”隔斷方式，如防火分隔水幕、屋頂開啟等來(lái)保證空間的連續(xù)性和完整性。設(shè)置水幕的同時(shí)需要在地下室配備相應(yīng)大小的水池，屋頂開啟需要做好屋頂?shù)姆琅潘?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量保障。除此之外，對(duì)于特定的功能空間，可以嘗試在屋頂采用可溶性采光帶（窗）來(lái)達(dá)到迅速、大量排煙排熱的目的，為消防救援提供更有利的環(huán)境。

4.4 增設(shè)自然排煙設(shè)施

人員密度大是超大空間的另一顯著特點(diǎn)。在設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建議在超大空間立面上設(shè)置一定數(shù)量的自然排煙窗。當(dāng)相應(yīng)區(qū)域的所有或部分機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，消防可聯(lián)動(dòng)開啟立面自然排煙窗，達(dá)到快速有效排煙的目的，為人員疏散贏得充分時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑的消防安全雖然是相對(duì)的，但也是一個(gè)完整系統(tǒng)的總體性能體現(xiàn)?？臻g的消防設(shè)計(jì)僅僅是安全的第一步，建筑運(yùn)營(yíng)后的設(shè)施維護(hù)、消防巡檢、安全教育等才是真正保障建筑安全的關(guān)鍵。